44 金属的电化学腐蚀与防护 同步练习人教版选修4剖析.docx
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44金属的电化学腐蚀与防护同步练习人教版选修4剖析
基础演练
1.下列关于金属腐蚀的说法正确的是( )
A.金属在潮湿空气中被腐蚀的实质是:
M+nH2O===M(OH)n+
H2↑
B.金属化学腐蚀的实质是:
M-ne-===Mn+,电子直接转移给氧化剂
C.金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行
D.在潮湿的中性环境中,金属的电化学腐蚀主要是析氢腐蚀
解析:
金属在潮湿的中性环境中易发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀两种电化学腐蚀,主要发生吸氧腐蚀,其腐蚀的本质都是金属失电子,即M-ne-===Mn+,所以A、D不正确,B正确。
金属的化学腐蚀是金属与直接接触到化学物质如酸、Cl2等发生反应而被腐蚀,所以C不正确。
答案:
B
2.建筑用的钢材在出厂之前都要经过发蓝处理,使其表面生成一层四氧化三铁,其目的是( )
A.增加钢材的硬度
B.增强钢材的抗腐蚀能力
C.使钢材美观
D.增加钢材的韧性
解析:
钢材在出厂之前经过发蓝处理,表面生成一层致密的Fe3O4薄膜,起到了保护层的作用。
增强了钢材的抗腐蚀能力。
答案:
B
3.下列金属的防护方法不正确的是( )
A.对健身器材涂油漆以防止生锈
B.对某些工具的“机械转动部位”选用刷油漆的方法来防锈
C.用牺牲锌块的方法来保护船体
D.自行车的钢圈上镀上一层Cr防锈
解析:
“机械转动部位”应涂油脂防锈,油脂既能防水又能防止气体对金属的腐蚀,还能使转动部位灵活。
答案:
B
4.出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。
下列说法不正确的是( )
A.锡青铜的熔点比纯铜低
B.在自然环境中,锡青铜中的锡可对铜起保护作用
C.锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快
D.生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程,但不是化学反应过程
解析:
锡青铜属于合金,合金的熔点比它的各成分金属的低,A对;由于锡比铜活泼,故在发生电化学腐蚀时,锡失电子保护铜,B对;潮湿的环境将会加快金属的腐蚀速率,C对;电化学腐蚀过程的实质是电子的转移,属于化学反应过程,D错。
答案:
D
5.某课外小组学生研究金属腐蚀的条件和速率,用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在下图所示的三个装置中,再放在玻璃钟罩里保存相同的一段时间,下列对实验结束时现象的描述不正确的是( )
A.装置Ⅰ左侧的液面一定会下降
B.装置Ⅰ的左侧液面比装置Ⅱ的左侧液面低
C.装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重
D.装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀
解析:
Ⅱ中铁钉与铜丝相连,金属活动性相差较大,且用挥发性盐酸,因此装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重,C选项正确;Ⅰ中
虽然也用了盐酸,但铁钉与铁丝相连,腐蚀不及Ⅱ。
由于均发生了2H++2e-===H2↑,Ⅰ和Ⅱ均生成了气体,液面都会下降,装置Ⅱ的左侧液面比装置Ⅰ的左侧液面低,A选项正确,B选项错误;Ⅲ中虽然铁丝也与铜丝相连,但由于所装试剂为不挥发性硫酸,因此铁钉几乎没被腐蚀,D选项正确。
故选B。
答案:
B
综合应用
6.如右图所示,烧杯中试管内有一枚铁钉,放置数天观察:
(1)铁钉在逐渐生锈,则铁钉的腐蚀属于________腐蚀。
(2)若试管内液面上升,则原溶液呈________性,发生________腐蚀,电极反应方程式,负极:
________,正极:
____________________________。
(3)若试管内液面下降,则原溶液呈______性,发生______腐蚀,电极反应方程式,负极:
______,正极:
______________________________________________。
解析:
根据原电池的构成条件:
有两种不同的电极材料(Fe为负极,碳为正极),有电解质溶液,形成闭合回路可知铁钉的腐蚀属于电化学腐蚀。
根据金属腐蚀的原理及结果可知:
试管内液面上升,说明试管内压强减小,试管内气体被吸收,是铁钉吸氧腐蚀的结果,据此可以写出电极反应;试管内液面下降,说明试管内气体压强变大,试管内产生了新气体,是铁钉发生析氢腐蚀的结果,据此可以写出电极反应。
答案:
(1)电化学
(2)弱酸性或中性或碱 吸氧2Fe-4e-===2Fe2+ O2+4e-+2H2O===4OH- (3)较强的酸
析氢 Fe-2e-===Fe2+ 2H++2e-===H2↑
基础应用
1.相同材质的铁在下列情形下最不易被腐蚀的是( )
解析:
A、B、D三项中都形成了原电池,Fe被腐蚀,只有C项中铁被铜镀层保护,不易被腐蚀。
答案:
C
2.铜板上的铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示,下列有关说法中,不正确的是( )
A.正极电极反应:
2H++2e-===H2↑
B.此过程中还涉及的反应:
4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3
C.此过程中铜并不被腐蚀
D.此过程中电子从Fe流向Cu
解析:
吸氧腐蚀的电极反应:
负极:
2Fe-4e-===2Fe2+,正极:
O2+2H2O+4e-===4OH-,溶液中发生反应:
Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓,Fe(OH)2继续被氧化:
4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3,Fe(OH)3脱去一部分水形成铁锈。
答案:
A
3.钢铁发生电化学腐蚀时,负极发生的反应是( )
A.2H++2e-===H2↑
B.2H2O+O2+4e-===4OH-
C.Fe-2e-===Fe2+
D.4OH--4e-===2H2O+O2↑
解析:
钢铁发生电化学腐蚀时,负极上发生的电极反应是:
Fe-2e-===Fe2+。
正极上发生的电极反应:
吸氧腐蚀是2H2O+O2+4e-===4OH-;析氢腐蚀是2H++2e-===H2↑。
答案:
C
4.以下现象与电化学腐蚀无关的是( )
A.黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿
B.生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈
C.铁质器件附有铜质配件,在接触处易生铁锈
D.银质奖牌久置后表面变暗
解析:
选项A中黄铜是铜锌合金,可以构成原电池,但铜没有锌活泼,被腐蚀的是锌而不是铜,所以不易产生铜绿;选项B中生铁是铁碳合金,可以构成原电池而使铁腐蚀生锈,软铁芯几乎是纯铁,不构成原电池;选项C中铁与铜接触构成原电池,铁比铜活泼,铁就被腐蚀生成铁锈;选项D中银质奖牌是由较纯的银制作的,久置后表面变暗是跟空气中的多种物质反应造成的。
答案:
D
5.下列叙述不正确的是( )
A.铁表面镀锌,铁作阳极
B.船底镶嵌锌块,锌作负极,以防船体被腐蚀
C.钢铁吸氧腐蚀的正极反应:
O2+2H2O+4e-===4OH-
D.工业上电解饱和食盐水的阳极反应:
2Cl--2e-===Cl2↑
解析:
选项A,铁作阳极,铁要溶解,要在铁表面镀锌,铁应该作阴极;选项B,Zn的活动性比Fe强,Zn失去电子而保护了船体;选项C,钢铁吸氧腐蚀时,O2在正极获得电子;选项D,Cl-失电子能力大于OH-,电解饱和食盐水时,Cl-在阴极失去电子变为Cl2。
答案:
A
6.某铁件需长期浸入水下,为了减少腐蚀,想采取下列措施,其中错误的是( )
A.给铁件铆上一些锌板
B.给铁件通入直流电,把铁件与电源负极连接
C.制造铁件时,在铁中掺入一定比例的铜制成合金
D.在铁件表面涂上一层较厚的沥青
解析:
加入铜构成Fe—Cu原电池,反而会加快铁的腐蚀。
答案:
C
7.镀锌铁在发生析氢腐蚀时若有0.2mol电子发生转移,下列说法正确的是( )
①有5.6g金属被腐蚀 ②有6.5g金属被腐蚀 ③在标准状况下有2.24L气体放出 ④在标准状况下有1.12L气体放出
A.①②B.②③C.①④D.③④
解析:
发生的反应为Zn+2H+===Zn2++H2↑,有0.2mol电子转移则生成0.1molH2,消耗0.1molZn,其质量为6.5g。
答案:
B
8.某课外活动小组,将剪下的一块镀锌铁放入试
剂瓶中,并滴入少量食盐水将其浸湿,再加数滴酚
酞溶液,按右图装置进行实验,数分钟后观察,下
列现象不可能出现的是( )
A.乙中导气管中产生气泡
B.乙中导气管里形成一段水柱
C.金属片剪口处溶液变红
D.锌被腐蚀
解析:
在食盐水中ZnFe形成原电池,发生吸氧腐蚀消耗甲中的氧气,甲中压强变小,乙中导气管受大气压强作用形成一段水柱;在金属剪口处形成ZnFe原电池,正极发生反应2H2O+O2+4e-===4OH-,溶液呈碱性,溶液变红;Zn比铁活泼,Zn作负极,Zn-2e-===Zn2+而被腐蚀。
答案:
A
9.利用生活中常见的材料可以进行很多科学实验,甚至制作出一些有实际应用价值的装置来,如图就是一个用废旧材料制作的可用作驱动玩具的电池示意图。
当电池工作时,有关说法错误的是( )
A.铝罐将逐渐被腐蚀
B.碳粒和木炭棒上发生的反应:
O2+2H2O+4e-===4OH-
C.木炭棒应与玩具电机的负极相连
D.该电池工作一段时间后木炭棒和碳粒的质量不变
解析:
本实验的原理相当于金属的吸氧腐蚀,把化学能转化为电能。
在原电池中,活泼金属铝作负极,电极反应:
Al-3e-===Al3+,木炭棒作正极,电极反应:
O2+2H2O+4e-===4OH-,由此可知木炭棒和碳粒的质量不会改变。
由于木炭棒作正极,因此应与玩具电机的正极相连。
答案:
C
10.右图是三种稀酸对FeCr合金含量变化的腐蚀性实验结果,下列有关说法正确的是( )
A.稀硝酸对FeCr合金的腐蚀性比稀硫酸和稀盐酸的弱
B.稀硝酸和铁反应的化学方程式是:
Fe+6HNO3(稀)===Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O
C.Cr含量大于13%时,因为三种酸中硫酸的氢离子浓度最大,所以对FeCr合金的腐蚀性最强
D.随着Cr含量增加,稀硝酸对FeCr合金的腐蚀性减弱
解析:
A选项应该说铬的含量大于13%,稀硝酸对合金的腐蚀速率比盐酸、硫酸弱。
B应生成NO;C不能解释盐酸、硝酸氢离子浓度相等,但硝酸腐蚀速率慢。
答案:
D
能力提升
11.A、B、C、D四种金属按下表中的装置进行实验,根据实验现象填空。
①
②
③
装置
现象
金属A不断溶解
C的质量增加
A上有气体产生
正极
反应
____________
____________
____________
四种金属的活动性由强到弱的顺序:
________________
解析:
对于原电池装置,应该明确负极材料、正极材料,电解质溶液,同时找出发生反应的总化学方程式是什么;本题可通过现象,判断哪个电极作负极、哪个电极作正极,再写出电极反应。
①中正极反应为2H++2e-===H2↑,活动性A>B;②中正极反应为Cu2++2e-===Cu,活动性B>C,③中正极反应为2H++2e-===H2↑,活动性D>A。
答案:
①2H++2e-===H2↑ ②Cu2++2e-===Cu
③2H++2e-===H2↑ D>A>B>C
12.钢铁工业是国家工业的基础。
请回答钢铁腐蚀、防护过程中的有关问题。
(1)生产中可用盐酸来除铁锈。
现将一生锈的铁片放入盐酸中,当铁锈被除尽后,发生的化合反应的化学方程式为
____________________________________________________。
(2)下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀________。
(3)在实际生产中,可在铁件的表面镀铜防止
铁被腐蚀。
装置如图所示:
请回答:
①A电极对应的金属是________(写元素名称),B电极的电极反应是______________________________________________________。
②若电镀前铁、铜两片金属质量相同,电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量,
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